建筑材料与构造复习

/《建筑材料和构造》复习题型：单项选择题；填空题；简答题；作图题。第一部分《土木工程材料》绪论土木工程材料的分类土木工程材料的发展趋势（原材料、生产工艺、性能）原材料方面——节约资源，利用再生资源及工农业废料生产工艺方面——降低原材料及能源消耗，削减环境污染性能方面——轻质、高强、耐久、多功能及结构-功能（智能）一体化第1章土木工程材料的基本性质1.2材料的基本物理性质材料的密度、表观密度、积累密度1.密度（也称比重）——指材料在确定密实状态下，单位体积的质量。单位：g/cm3。2、表观密度（容重、体积密度）——指材料在自然状态下，单位体积的质量。单位：g/cm3或kg/m3。3、积累密度（松散容重）——指粉状或粒状材料，在积累状态下，单位体积的质量。单位：kg/m3。材料的密实度和孔隙率密实度——指材料的体积内被固体物质充溢的程度。孔隙率——指材料的体积内，孔隙体积所占的比例。材料的填充率和空隙率2、空隙率——指在某积累体积中，散粒材料颗粒之间的空隙体积所占的比例。材料和水相关的性质2、材料的吸水性和吸湿性（1）、含水率——材料中所含水的质量和干燥状态下材料的质量之比，称为材料的含水率。（保温、隔热实力降低，抗冻性变差）（2）、吸水性——材料和水接触吸取水分的性质，称为材料的吸水性。（表观密度和导热性增大，强度降低，体积膨胀）（3）、吸湿性——材料在潮湿空气中吸取水分的性质称为吸湿性。（用含水率表示。）3、材料的耐水性——材料抗拒水的破坏作用的实力称为材料的耐水性。长期受水浸泡或处于潮湿环境中的重要建筑物，应选择软化系数在0.85以上的材料来建立。4、材料的抗渗性——材料抗拒压力水渗透的性质称为抗渗性。用渗透系数表示。渗透系数：材料在单位水头（水压力）作用下，在单位时间内通过单位面积及厚度的渗水量。1.3材料的基本力学性质材料的强度——材料在外力（荷载）作用下，抗拒破坏的实力称为强度。（主要取决于材料成分、结构及构造）比强度——评价材料是否轻质高强的指标。它等于材料的强度和表观密度（密度）之比。比值越大，表明材料越轻质高强。各向异性——具有层状或纤维状构造的材料在不同方向受力时所表现强度性能不同。弹性和塑性弹性——材料在外力作用下产生变形，当外力除去后变形随即消逝，完全复原原来形态的性质称为弹性。塑性——材料在外力作用下，当应力超过确定限值时产生显著变形，且不产生裂缝或发生断裂，外力取消后，仍保持变形后的形态和尺寸的性质称为塑性。脆性和韧性脆性——当外力达到确定限度后，材料突然破坏，且破坏时无明显的塑性变形，材料的这种性质称为脆性。韧性（冲击韧性）——在冲击、振动荷载作用下，材料能够吸取较大的能量，不发生破坏的性质，称为韧性。1.4材料的耐久性耐久性——材料在运用中，抗拒其自身和环境的长期破坏作用，保持其原有性能而不破坏、不变质的实力。第2章建筑钢材2.2建筑钢材的主要力学性能冷弯性能常温下承受弯曲变形的实力。试验时接受的弯曲角度越大，弯心直径对试件厚度（直径）的比值越小，表示对冷弯性能要求越高（即冷弯性能越好）。冲击韧性钢材随时间的延长而表现出强度提高，塑性和冲击韧性下降，这种现象称为时效。因时效而导致性能变更的程度称为时效敏感性。耐乏累性在交变应力作用下的结构构件，钢材往往在应力远低于抗拉强度时发生断裂，这种现象称为钢材的乏累破坏。第3章无机胶凝材料按凝合硬化条件分为气硬性无机胶凝材料和水硬性无机胶凝材料。3.1气硬性胶凝材料石膏3、建筑石膏的技术性质和应用技术性质：凝合快；强度不高（水泥混凝土的1/10）；孔隙率大、导热系数小、吸声性强；具有微膨胀性（硬化过程体积膨胀约1%）；吸湿性大，不耐水；较好的抗火性，但不宜长时间用于65℃应用：制成石膏抹灰材料、各种墙体材料，各种装饰石膏板等。石灰1、石灰的熟化特点及陈伏石灰的熟化特点：体积膨胀1~2.5倍；放出大量热。陈伏处理：作用——消退过火石灰的危害；陈伏时间——两星期以上。3、石灰的技术性质和要求技术性质——可塑性、保水性强；凝合硬化慢，强度低；耐水性差；体积收缩大。3.2硅酸盐水泥硅酸盐水泥的技术性质1、细度——在国家标准中规定水泥的细度可用筛析法和比表面积法检验。筛析法是接受边长为80μm（0.08mm）的方孔筛对水泥试样进行筛析试验，用筛余百分数表示水泥的细度。规定筛余＜10%。比表面积——单位质量的粉末所具有的总表面积，以㎡/㎏表示。规定比表面积＞300㎡/㎏。2、凝合时间：初凝≮45min；终凝≯6h30min。3、体积安定性——指水泥在硬化过程中体积匀整变更的性能。3.3掺混合材料的硅酸盐水泥一般硅酸盐水泥（P.O）凝合时间：初凝≮45min；终凝≯10h。细度：筛余≯10%。P68表3-11常用水泥的选用第4章水泥混凝土及砂浆4.1一般混凝土的组成材料混凝土组成材料的技术要求1、水泥（2）、水泥强度等级选择——一般为混凝土配制强度的1.5～2.0倍为宜。3、粗骨料（石子）（3）、最大粒径及颗粒级配1）、最大粒径：规范规定，混凝土粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋间最小净距的3/4。对于混凝土实心板，可允许接受最大粒径达1/2板厚的骨料，但最大粒径不得超过50mm。（4）、强度（抗压强度或压碎强度）要求：岩石强度/混凝土强度≥1.5。一般混凝土的主要技术性质混凝土拌合物的和易性（工作性）1、和易性的概念——指混凝土拌合物易于施工操作并能获得质量匀整、成型密实的性能。包括流淌性、粘聚性和保水性等三方面的含义。混凝土的强度2、混凝土立方体抗压强度制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件（温度20±3℃3、混凝土立方体抗压标准强度和强度等级混凝土立方体抗压标准强度（或称混凝土立方体抗压强度标准值）系指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于95%保证率的抗压强度值，用fcu，k表示。混凝土强度等级是按混凝土立方体抗压标准强度来划分的，接受符号C和立方体抗压强度标准值（以MPa计）表示，分为：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等十四个等级。7、影响混凝土强度的因素（1）、确定混凝土强度的主要因素——水灰比和水泥强度等级混凝土的耐久性1、耐久性的概念——混凝土抗拒环境介质作用并长期保持其良好的运用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的平安、正常运用的实力。2、提高混凝土耐久性的措施（1）、合理选择水泥品种；（2）、限制最大水灰比和最小水泥用量；（3）、选用较好的砂、石骨料；（4）、掺加外加剂（引气剂或减水剂）；（5）、加强混凝土质量的生产限制。4.6砂浆砌筑砂浆2、砂浆的强度等级70.7mm的立方体试块6块，有M2.5、M5.0、M7.5、M10、M15、M20六个强度等级。主要取决于水泥强度和水灰比。第五章砌筑材料5.1砌墙砖烧结砖1、烧结一般砖（2）、主要技术性质——规格：240mm×115mm×53m蒸养（压）砖1、粉煤灰砖应用于施工：可用于墙体和基础；不得用于长期受热200℃以上，受急冷急热、有酸、有水冲刷部位；收缩大，出釜1星期方可运用；要润砖，2、灰砂砖240mm×115mm×特点：不耐酸、不耐热、不耐流水冲刷；表面光滑、粘结力差、抗剪差；宜用混合砂浆；收缩大，出釜宜存放1个月以上；砌筑时限制含水率7～12%。不得用于长期受热2005.3砌筑用石材石材的分类按地质分类：火成岩（岩浆岩）、沉积岩、变质岩三类。第六章沥青及沥青混合料6.1沥青材料石油沥青2、石油沥青的技术性质（2）、粘性——用针入度来表示（3）、塑性——用延度（伸长度）表示（4）、温度敏感性——一用软化点来衡量（5）、大气稳定性（抗老化性）——以蒸发损失和蒸发后针入度比来评定3、石油沥青的技术标准及选用石油沥青按用途分为建筑石油沥青、道路石油沥青和一般石油沥青三种。第7章建筑塑料和有机粘合剂7.2合成高分子材料在土木工程中的应用塑料的基本组成、分类及主要性能1、塑料的组成——合成树脂（主要成分）、填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、固化剂及其它助剂（阻燃剂、着色剂等）。2、塑料的分类（1）、按塑料受热时的变更特点，塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两种。（2）、按塑料的功能和用途，塑料分为通用塑料、工程塑料、特种塑料3、塑料的主要性能（1）、密度小，比强度高；（2）、可加工性好，装饰性强；（3）、耐化学腐蚀性好，耐水性强；（4）、隔热性能好，电绝缘性能优良；（5）、弹性模量低，受力变形大；（6）、耐热性、耐火性差，受热变形大。第8章木材木材的构造1、木材的宏观构造夏材部分越多，质量越好；年轮越密且匀整，质量越好。8.2木材的主要性能木材的物理性质2、吸湿性和含水率自由水——细胞腔内和细胞间隙；吸附水——细胞壁内；化合水。纤维饱和点——当木材细胞腔和细胞间隙中的自由水完全脱去为零，而细胞壁吸附水尚未饱和时，木材的含水率称为“木材的纤维饱和点”。是木材物理力学性质发生变更的转折点。平衡含水率——木材含水率和四周空气的湿度达到平衡时的含水率。木材加工运用前，须干燥至运用环境的常年平衡含水率。第9章建筑功能材料9.1防水材料防水卷材三大系列——沥青防水卷材；高聚物改性沥青防水卷材；合成高分子防水卷材。防水涂料按液态类型（成膜机理）分为溶剂型、水乳型和反应型三种。按成膜物质分为沥青类、高聚物改性沥青类和合成高分子类。9.3绝热材料绝热材料的绝热机理热量的传递方式：导热、对流、热辐射。导热系数的物理意义：在稳定传热条件下，当材料层单位厚度内的温差为1℃时，在1h内通过把导热系数小于0.23W/(m﹒K)的材料叫做绝热材料。9.4吸声隔声材料概述吸声材料的先决条件就是要具有大量的、内外连通的微小气孔，或是由细小纤维构成的微小间隙，即具有多孔性和通气性。纤维状多孔材料是最志向的吸声材料。凡六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料称为吸声材料。隔声材料通过材料对声波的透射系数来衡量。用隔声量（R）表示，并以分贝（dB）作为单位。一般墙体单位面积质量增加一倍，R值可增加6dB。第10章装饰材料10.1概述建筑物的装饰效果主要取决于总的建筑造型、虚实对比、线条等平面、立面的设计，同时也在很大程度上受到装饰材料的质感、线型和色调的制约。10.2装饰石材自然石材3、石板（1）、自然大理石——纯净的大理石为白色，称汉白玉。技术特性——抗压强度高，质地疏密而硬度不大。易被酸侵蚀，不宜做外饰面。抗风化、耐久性不如花岗岩，但耐碱性好。（2）、自然花岗岩技术特性——表观密度大，抗压强度高，孔隙率小，吸水率低，材质坚硬，耐磨性好，不易风化变质，耐久性高。属酸性岩石，耐酸性好。但不抗火。10.4建筑装饰玻璃已由过去单纯采光慢慢向着能限制光线、调整热量、节约能源、限制噪声、降低建筑物自重、改善环境、提高建筑艺术水同等方向发展。玻璃的基本学问2、玻璃的基本性质热稳定性差、耐酸性强。但碱性和金属碳酸盐能溶蚀玻璃。建筑玻璃的主要品种属平安玻璃的有——钢化玻璃、夹丝玻璃、夹层玻璃。属节能玻璃的有——中空玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃、光致变色玻璃、泡沫玻璃。防火玻璃——夹层玻璃的一个品种。特点：夹层薄膜为有防火功能的透亮膜。火灾后，膜上的防火材料遇高温发生膨胀，形成比原来大几十倍到上百倍的发泡层，隔离热量向背火面玻璃传递。《建筑构造》上册第一章绪论建筑构造是探讨建筑物的构造组成以及各构成部分的构造原理和构造方法的学科。应综合考虑建筑功能、艺术造型、技术经济等诸方面的因素，并运用物质技术手段，适当地选择并正确地确定建筑的构造方案和构配件组成以及进行细部节点构造处理等。其次节建筑的类型一、按建筑的运用功能（用途）分类分为民用建筑、工业建筑和农牧业建筑三类。民用建筑又分为居住建筑和公共建筑两类。三、按建筑高度或层数分类公共建筑居住建筑单层和多层建筑高度（H）不大于24m（H≤24m）低层1~3层多层4~6层中高层7~9层高层建筑高度大于24m（24m＜H≤100m高层10层或10层以上超高层建筑高度大于100m（H＞100m）四、按民用建筑的耐火等级分类我国现行《建筑设计防火规范》GB50016—2006将建筑物划分为四个耐火等级。其划分的依据是房屋主体结构的燃烧性能和耐火极限。耐火极限——在标准耐火试验条件下，建筑构件、配件或结构从受到火的作用时起，到失去稳定性、完整性或隔热性时止的这段时间，用小时表示。五、设计运用年限分类——《民用建筑设计通则》GB50352—2005民用建筑的设计运用年限应符合表3.2.1的规定。表设计运用年限分类类别设计运用年限（年）示例15临时性建筑225易于替换结构构件的建筑350一般建筑和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的建筑第三节影响建筑构造的因素和设计原则一、影响建筑构造的因素（一）、外界环境的影响包括外界各种自然因素和各种人为因素，概括为以下三方面：（1）、外界作用力的影响（2）、地理气候条件的影响（3）、人为因素的影响（二）、运用者的需求（三）、建筑技术条件的影响（四）、建筑经济因素（建筑标准）的影响二、建筑构造的设计原则1、满足建筑物的运用功能及变更的要求2、充分发挥所用材料的各种性能3、留意施工的可能性和现实性4、留意感官效果及对建筑空间构成的影响5、讲究经济效益和社会效益6、符合相关各项建筑法规和规范的要求第四节建筑模数协调一、建筑模数建筑模数是选定的标准尺度单位，作为尺度协调中的增值单位。二、基本模数基本模数是模数协调中选用的基本尺寸单位，数值规定为100mm，符号为M，即1M﹦100mm其次章墙体其次节块材墙构造二、实体墙的组砌（一）、墙体的组砌原则上下皮错缝搭接、砂浆饱满、灰缝厚薄匀整。三、墙体的尺度（一）、墙厚——应考虑下列因素：《全国民用建筑工程设计技术措施规划·建筑》——2003低（多）层建筑墙体的燃烧性能和耐火极限，不应低于表的规定表低（多）层建筑墙体的燃烧性能和耐火极限部位耐火等级备注一级二级三级四级防火墙非4（已改为3）承重墙、电梯间墙、电梯井墙非3非2.5非2.5难0.5非承重墙、疏散走道两侧墙非1（0.75）非1（0.75）非0.5难0.25括号内适用于有困难时住宅单元之间分隔墙非1.5四、墙身的细部构造（一）、墙脚构造——1、勒脚——外墙接近室外地面的表面部分。起爱惜墙体、加固墙身、加强立面造型效果的作用。高度——至少300mm，2、墙身防潮层——隔绝地下水分上升。防潮层的合理位置——一般设在室内地坪下0.06m处，且应至少高出室外地面150mm。构造做法主要有：（1）、防水砂浆防潮层——20mm厚1：2（1：2.5）水泥砂浆内掺水泥重量3%~5%（多用5%）的防水剂。（2）、细石混凝土防潮层——60mm厚C15细石混凝土，内配3Φ6钢筋。防潮效果好，整体性高。（3）、油毡防潮层——整体性差，不宜用于刚度要求高的建筑和地震区建筑。目前已很少用。（4）、防水砂浆砌体防潮层——在防潮层位置用防水砂浆砌3皮砖。3、明沟和散水——构造做法可参照中南标构造图集。（图③、④、⑥）（二）、门窗洞口构造1、门窗过梁构造《砌体结构设计规范》GB50003－2001砖砌过梁的跨度，不应超过下列规定：钢筋砖过梁为1.5m；砖砌平拱过梁为1.2m；对有较大振动荷载或可能产生不匀整沉降的房屋，应接受砖砌过梁的构造要求应符合下列规定：1）砖砌过梁截面计算高度内的砂浆不宜低于M5；2）砖砌平拱用竖砖砌筑部分的高度不应小于240㎜；3）钢筋砖过梁底面砂浆层处的钢筋，其直径不应小于5㎜，间距不宜大于120㎜，钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于240㎜，砂浆层的厚度不宜小于30㎜。2、窗台——起排水和装饰的作用。窗台的构造要点是：（1）、悬挑窗台向外出挑60mm，窗台长度最少每边应超过窗宽120mm。（三）、墙身加固措施1、增设门垛和壁柱门垛——保证墙身稳定和安装门窗，长度一般为120mm。壁柱——墙体受集中荷载或墙体过长时增设，和墙体共同承当荷载并稳定墙身。尺度应符合块材规格。《砌体结构设计规范》GB50003－2001当梁跨度大于或等于下列数值时,其支承处宜加设壁柱,或实行其他加强措施：1)对240㎜厚的砖墙为6m，对180㎜厚的砖墙为4.8m；2)对砌块、料石墙为4.8m。2、设置圈梁——增加房屋的整体刚度，防止由于地基的不匀整沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响。设置部位：外墙四周和部分内墙。构造要求：详规范。《砌体结构设计规范》GB50003－2001圈梁应符合下列构造要求：1）圈梁宜连续地设在同一水平面上，并形成封闭状；当圈梁被门窗洞口截断时，应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。附加圈梁和圈梁的搭接长度不应小于其中到中垂直间距的二倍，且不得小于1m；多层一般砖、多孔砖房屋的现浇钢筋混凝土圈梁构造应符合下列要求：3）圈梁的截面高度不应小于120㎜，配筋应符合表7.3.4的要求。3、设置构造柱——增加建筑物的整体刚度和稳定性。构造柱和各层圈梁连接，形成空间骨架，加强墙体抗弯、抗剪实力。设置部位、构造要求详见规范。《建筑抗震设计规范》GB50011—2001多层一般砖、多孔砖房屋的构造柱应符合下列要求：1）构造柱最小截面尺寸可接受240㎜×180㎜，纵向钢筋宜接受4ф12，箍筋间距不宜大于250㎜，且在柱上下端宜适当加密；7度时超过六层、8度时超过五层和9度时，构造柱纵向钢筋宜接受4ф14，箍筋间距不应大于200㎜；房屋四角的构造柱可适当加大截面和配筋。2）构造柱和墙连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500㎜设2ф6拉结钢筋，每边伸入墙内不宜小于1m。（四）、变形缝变形缝——为防止建筑物在外界因素作用下，结构内部产生附加变形和应力，导致建筑物开裂、碰撞甚至破坏而预留的构造缝，包括伸缩缝、沉降缝和抗震缝。1、变形缝的设置为防止建筑物的各部分在地震时相互撞击造成变形和破坏，应设置防震缝，将建筑物分成若干体型简洁、结构刚度匀整的独立单元。3、沉降缝（1）、沉降缝的构造要求建筑物在构造上必需从基础到屋顶全部构件断开。（2）、沉降缝设置的部位不同种类的地基土壤交界处；建筑物高度或荷载相差很大处；结构型式不同处；新建、扩建的建筑物和原有建筑物毗连处；建筑平面形态困难的建筑物转角处。4、防震缝（抗震缝）（2）、防震缝设置的部位房屋立面高差在6m以上；房屋有错层且楼板高差较大（超过层高1/3或1.0m）；各部分刚度、质量和结构型式迥然不同。（3）、防震缝的宽度在多层砖墙房屋中，按设防烈度的不同取50~70mm。在多层和高层钢筋混凝土框架结构建筑中，建筑高度小于等于15m时，缝宽为70mm。当建筑高度超过15m时：设防烈度6度，建筑每增高5m，缝宽在70mm基础上增加20mm；设防烈度7度，建筑每增高4m，缝宽在70mm基础上增加20mm；设防烈度8度，建筑每增高3m，缝宽在70mm基础上增加20mm；设防烈度9度，建筑每增高2m，缝宽在70mm基础上增加20mm。第三节隔墙构造一、隔墙的设计要求和类型（二）、隔墙类型——按构成方式可分为块材隔墙、轻骨架隔墙、板材隔墙三大类。二、块材隔墙1、半砖隔墙——构造措施：隔墙高度在3m以内、长度在5m以内时，沿高度每隔0.5m用2Φ6钢筋拉结；高度超过3m、长度超过5m时，除沿高度每隔0.5m用2Φ6钢筋拉结外，沿高度每隔1.0m用2Φ6钢筋拉通。四、板材（条板）隔墙——由预制板材架立拼装而成，安装时将条板挤紧并用粘结剂粘牢。第四节墙面装修一、墙面装修的作用——爱惜墙体、改善墙体热工性能、美化环境、提高建筑的艺术效果等等。二、墙面装修的类型——依据接受材料、施工方法分为五大类：抹灰类、贴面类、涂料类、镶钉类、裱糊类。第三章楼地层第一节楼板层构造一、楼板层的组成、类型和设计要求（三）、楼板层的设计要求——1、楼板必需具有足够的强度和刚度，以保证结构的平安。刚度（稳定性）——指楼板的变形应在允许的范围内，用相对挠度来衡量。2、满足隔声、防火、热工等方面的要求隔声的途径：接受弹性面层；架空面层；吊顶棚。二、钢筋混凝土楼板构造按施工方式分为现浇式、装配式、装配整体式三类。（一）、现浇钢筋混凝土楼板构造优点：整体性好、刚度好、抗震性能好。缺点：工期长、需大量模板和湿作业多。常见的现浇楼板有以下几种：1、现浇肋梁楼板——由主梁、次梁、板组成。依据板的受力状况分为单向板肋梁楼板和双向板肋梁楼板。由于结构自重很大，必需限制楼板的跨